Production, purification et caractérisation d’oligoglucuronates éliciteurs des réactions de défenses [sic] chez la vigne

Production, purification and characterization of oligoglucuronans as elicitors of vineyard defence responses

• Auteur / Autrice : Marie-Laure Tavernier
• Direction : Philippe Michaud, Emmanuel Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Génie enzymatique, bioconversion et microbiologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Amiens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux fléaux

Vigne

Plantes -- Moyens de défense

Éliciteurs

Polysaccharides

Résumé

Les travaux de doctorat ont porté sur la dégradation enzymatique d’un homopolymère d’acides glucuroniques liés en b(1,4) et partiellement acétylé en position C2 et/ou C3 : le glucuronane. Ce polysaccharide, assimilable à une cellulose anionique, a fait l’objet de nombreux développements pour ses propriétés biologiques notamment lorsqu’il est utilisé sous des formes oligosaccharidiques. L’identification récente d’une glucuronane lyase excrétée par une souche fongique a été le point de départ de ce travail de thèse qui a consisté à mettre en oeuvre cet outil dans des procédés destinés à générer différentes familles d’oligoglucuronanes. Pour cela, après transfert du procédé de production du glucuronane à l’échelle pilote (bioréacteur de 300 L) afin d’avoir à disposition un stock suffisant de polymère, la purification de la glucuronane lyase a été entreprise. L’enzyme a été ensuite mise en oeuvre dans des réacteurs enzymatiques sous forme libre et immobilisée et différents mélanges d’oligoglucuronanes ont pu être obtenus. Dans un second temps, l’utilisation de techniques chromatographiques originales (recul d’ionisation et ion pairing) a conduit à l’obtention d’oligosaccharides acides purs en mode semi-préparatif et à leur caractérisation structurale fine (RMN 1H, 13C et MS). Ces différents lots de composés ont enfin été testés avec succès à l’état natif ou après modification chimique (sulfatation) comme éliciteur des réactions de défense de la vigne.

The enzymatic degradation of glucuronan, a homopolymer composed of b-D-(1,4)-glucopyranosyluronic residues variably acetylated at C3 and/or C2 position, was studied. This linear polysaccharide, comparable to anionic cellulose, and its oligosaccharidic by-products have shown many biological properties. The recent identification of a fungal glucuronan lyase was the beginning of this PhD. This enzyme was used in several processes in order to generate different oligoglucuronan pools. First, a scale-up of the glucuronan production to the pilot scale (300 L bioreactor) has been successfully undertaken. Secondly, the glucuronan lyase has been purified and studied in enzymatic reactors containing the free or the immobilized shape. By the mean of these processes, different oligoglucuronan pools have been recovered. Furthermore, thanks to novel chromatographic techniques such as back ionisation and ion-pairing, pure acidic oligosaccharides have been recovered at the semi-preparative scale. Afterwards, their chemical structure has been confirmed using NMR spectroscopy and mass spectrometry. All of these oligoglucuronan pools have been tested as elicitors of vineyard defence response, some of them being beforehand chemically sulfated.